软土地基处置方案造价分析

郑州财经学院课程论文课程名称：软土地基处置方案造价分析姓名：郭熔基学号：0602130108专业：工程造价所在院系：建筑工程系目录一、概述……………………………………………………………….....1二、软土地基处置方案的分类……………………………………….....12.1动力固结法……………………………………………………….....12.2置换法……………………………………………………………....22.3排水固结法………………………………………………………......22.4复合地基法………………………………………………………......2三、软土地基处治方案的经济比较和造价分析……………………....33.1强夯方案（动力固结法）………………………………………………33.2开挖换填方案（置换法）………………………………………………43.3砂垫层+预压方案（排水固结法）…………………………………........43.4土工格栅+预压（排水固结法）…………………………………….......53.5塑料排水板+预压方案（排水固结法…………………………..............53.6袋装砂井+预压方案（排水固结法）………………………………......63.7真空联合堆载预压方案（排水固结法）…………………………….....63.8碎石桩（复合地基法）…………………………………………….....73.9水泥搅拌桩（复合地基法）…………………………………………...73.10CFG桩（复合地基法）…………………………………………......73.11预应力混凝土管桩（复合地基法）………………………………......7土力学与基础工程课堂论文-1-一概述《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017）中定义软土是滨海、湖沼、谷地河滩沉积的天然含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低的细粒土。一般将天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1，天然抗剪强度小于35kPa的细粒土均称为软土。其鉴别的标准如下表：软土鉴别表特征指标名称天然含水量（%）天然孔隙比十字板剪切强度（kPa）标准值≥35与液限≥1.0＜35以天然孔隙比为主，结合其它物理力学指标可将软土划分为软粘性土（天然孔隙比大于1）、淤泥质土（天然孔隙比在1.0～1.5之间）、淤泥（天然孔隙比大于1.5）、泥炭质土（天然孔隙比大于3）及泥炭（天然孔隙比大于10）五种类型，通常把软粘性土、淤泥质土、淤泥总称为软土，泥炭质土及泥炭总称为泥沼。泥沼比软土具有更大的压缩性，但它的渗透性更强，承受荷载后能迅速固结，工程处置比较容易。在软土地基上修建公路，若不进行处治，就会导致路基不均匀沉陷、路面开裂等病害发生，对道路的稳定性、安全性影响较大，同时会增加营运期的养护成本。在冲湖积平原地区的高速公路建设中，软基问题已成为影响公路建设的主要因素之一。因此选择适当的软土地基处理方法，提高处理水平对加快建设速度、降低工程成本具有重大意义。二软土地基处治方案的分类软土路基处理方法的分类多种多样，按时间分为临时处理和永久处理；按处理深度分为浅层处理和深层处理；按地基处理原理大体上分为动力固结法、置换法、排水固结法和复合地基法等，这些分类方法也不是严格区分开来，往往一种处理方法可能会有几种不同的作用。2.1动力固结法软土地基处置方案造价分析-2-是利用夯锤从高处自由落下反复夯击地基，使软土在外力作用下得到振实、挤密，从而提高地基的强度。2.2置换法是将地基底面以下处理范围内的软弱土层挖除，然后置换强度较大的砂砾、碎石土、素土、石灰土等透水性好以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层压实。2.3排水固结法的原理是地基在荷载作用下．通过布置竖向排水体和水平排水层，将土中的孔隙水排出。一般是由排水和加压两个系统组成，排水系统主要在于改变地基原有的排水边界条件，增加孔隙水排出的通路，缩短排水距离，该系统是由竖向排水体和水平排水层构成。加压系统是用路基填土堆载预压施加起固结作用的荷载，使土中的孔隙水产生压差而流向排水系统最终固结。2.4复合地基法是在天然地基的土体内增加人工增强体（桩）构成人工地基，在地基中应力按材料模量重新进行分布，大部分荷载由桩体承担，桩间土的应力相应减小，但土体仍与增强体共同承担荷载。在桩体的复合地基中桩的作用是主要的，桩又可以根据材料和强度分为散体土类桩——柔性桩（如碎石桩、砂桩），水泥土类桩——半刚性桩（如水泥搅拌桩、旋喷桩），混凝土类桩——刚性桩（如树根桩、CFG桩、各种砼桩）。常用地基处理方法分类表分类动力固结法置换法排水固结法复合地基法其他方法处理强夯法开挖换填法堆载预压法砂桩反压护道法重锤夯实法抛石挤淤法砂垫层预压法碎石桩土工材料加固法土力学与基础工程课堂论文-3-方法爆破法轻型材料置换法砂井预压法钢渣桩冻结法轮胎土袋装砂井预压法深层搅拌桩烧结法塑料排水板预压法高压旋喷桩真空预压法树根桩电渗预压法CFG桩降水预压法砼薄壁管桩预应力砼管桩这些处理方法都有各自的特点、适用范围和存在的问题，如置换法的优点是施工简单，能彻底根治软土地基的不良影响，缺点是对环境的影响较大，费用相对较高，只限于3米以内浅层软土的处治；排水固结法的优点是工程造价较低，工艺简单，缺点是施工期长，处理的深度有限，一般用于深度在4～12米的软土处治；复合地基法优点是施工期短，处理的深度较深，且效果相对较好，缺点是施工工艺较复杂，工程造价较高，一般用于桥头和深层软土（10～20米）的处治；对于超过20米的软土地基最好的处治方法是修建高架桥，但造价较高。在考虑处治方案时应本着技术上先进、经济上合理、施工上可行的原则，根据当地的工程地质条件、处理范围、填土高度、工期要求、材料、机具设备的来源和工程费用等因素进行经济及技术比选，使选择出的处治方案能达到因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源、安全实用的最佳效果。三软土地基处治方案的经济比较和造价分析现设定一段软土地基工程量，采用部颁“96”预算定额和我站补充预算定额计算，对我省常用的软基处治方案进行经济比选。3.1强夯方案（动力固结法）(1)主要特点：用夯锤从高处自由落下冲击土基，使软土中孔隙压缩，土体局部液化并形成良好的排水通道，孔隙水顺利逸出，土体随之固结，同时还可软土地基处置方案造价分析-4-夯入砂、石渣、碎石等透水性较好的硬质颗粒性材料，使粒料与周围的夯土形成复合地基。(2)适用范围：局部软土埋藏较浅的地段，处理深度小于6米。(3)优缺点：工艺简单，施工快，造价低，处理效果好，但噪音污染大，处理的深度有（4)造价分析：a.主要工程量为两遍点夯一遍普夯(夯点间距3m，夯击数5击，点夯能量3000KN.m,普夯能量1000KN.m)；50cm砂垫层;沉降土方(H=1m)。b.每公里路基处治造价约81元/m2，340万元/km，每增减一击，每公里处治费用增减10%左右。3.2开挖换填方案（置换法）(1)主要特点：挖除不良软土层，换填渗水性材料、改良土或碎石土，并分层压实。(2)适用范围：表层软土且厚度小于3米的地段。(3)优缺点：施工简单，对软土地基处理的效果好，质量容易得到保证，但换填深度过大时，施工就比较困难，置换出的弃方较难处理，多占土地且容易污染环境，工程造价相应增高。（4）造价分析：a.主要工程量为挖除的软土(H=2～３m)；换填土（砂砾或石灰土）。b.每公里路基处治费用换填土的造价为62～96元/m2，261～405万元/km（换填砂砾的造价为98～153元/m2，414～644万元/km）。3.3砂垫层+预压方案（排水固结法）(1)主要特点：在原地面铺40～50cm厚的砂垫层，使软土顶面增加一个排水层，再进行路堤填筑，并利用填料的等载或超载预压，使软土中的孔隙水排向砂垫层，最终土体固结。一般预压期3～6个月。(2)适用范围：路堤填土高度较小，软土埋藏不深且厚度小的地段。(3)优缺点：施工简单，费用低。但施工期长，深、厚层软土的处理效果不佳，堆载预压需要的土方量大，不适合缺乏土源的地区使用。土力学与基础工程课堂论文-5-（4）造价分析：a.主要工程量为40cm砂垫层；土工布（一层）；预压土方（H=1.2m）b.每公里路基处治造价约54.4元/m2，232.9万元/km，如需卸载，每公里造价约增加10多万元。3.4土工格栅+预压（排水固结法）(1)主要特点：在软土地基表面与路堤之间铺设土工材料，通过土工材料将上部填料的垂直变形向水平方向扩散，使上部施加的荷载能均匀分布在地层中。当软基进行等载或超载预压时，可能产生很大的变形，这时由土工材料承受拉力和土的摩擦作用可限制土体侧向挤出，从而减小变形和增大地基的稳定性。一般预压期3～6个月。(2)适用范围：路堤填土高度较小，软土埋藏不深且厚度小的地段。(3)优缺点：施工简单，费用低。但施工期长，深、厚层软土的处理效果不佳，堆载预压需要的土方量大，不适合缺乏土源的地区使用。（4）造价分析：a.主要工程量为土工布（一层）；预压土方（H=1.2m）b.每公里路基处治造价约29.6元/m2，124万元/km，如需卸载，每公里造价约增加10多万元。3.5塑料排水板+预压方案（排水固结法）(1)主要特点：先在土层中加设竖塑料排水板和40～50cm砂垫层，构成一个排水系统，再根据路基的地质条件和填土高度进行等载或超载预压，使地基在荷载的作用下增加土体的总应力，促使孔隙水能够迅速地从排水通道逸出，从而缩短沉降固结的时间。一般预压期3～6个月。(2)适用范围：软土厚度较大的地段，处理深度小于12米。(3)优缺点：施工简单，费用低。但塑料排水板的质量差异性大，施工监理难度大，深、厚层软土的处理效果不佳，预压时间长，堆载预压需要的土方量大，不适合缺乏土源的地区使用。（4）造价分析：软土地基处置方案造价分析-6-a.主要工程量为40cm砂垫层；土工格栅（一层）；塑料排水板（正三角分布，间距@1.5m，板长10米）；预压土方（H=1.2m）b.每公里路基处治造价约54.4元/m2，232.9万元/km，如需卸载，每公里造价约增加10多万元。3.6袋装砂井+预压方案（排水固结法）(1)主要特点：袋装砂井采用天然砂子与编制袋人工灌制而成，砂井的直径一般为7cm～10cm，按沉管法施工就位，其作用和处理原理与塑料排水板相同。但塑料排水板比袋装砂井具有工效高、劳动强度低、质量稳定，适应地基变形性能好的特点。(2)适用范围：软土厚度较大的地段，处理深度小于12米。(3)优缺点：在砂源丰富的地区工程造价低，施工监理较容易，但施工工序复杂，质量不易控制，深、厚层软土的处理效果不佳。预压的时间长，堆载预压需要的土方量大，不适合缺乏土源的地区使用。（4）、造价分析：a.主要工程量为40cm砂垫层；土工格栅（一层）；袋装砂井（正三角分布，桩径7cm，间距1.5m，桩长10m）；预压土方（H=1.2m）b.每公里路基处治造价约54.4元/m2，232.9万元/km，如需卸载，每公里造价约增加10多万元。3.7真空联合堆载预压方案（排水固结法）(1)主要特点：真空联合堆载预压是将塑料排水板（或袋装砂井）预压和抽真空联合使用，既在需要加固的软基中设水平排水砂层和竖向排水通道（塑料排水板或袋装砂井等），然后将不透气的薄膜铺设在砂层上，借助抽气泵和埋设在砂层中的管道，将膜下土体间的真空抽出，通过施加外荷载（大气压力或堆载土）增加土的总应力，使土中的孔隙水向竖直排水体汇集，最后从水平排水层排出，达到固结软土的目的。(2)适用范围：软土厚度较大（12米左右）的地段。土力学与基础工程课堂论文-7-(3)优缺点：比一般预压方案的施工期短（抽真空与路基填筑同步进行，预压时间约为100天），能较大的减少施工后期沉降，预压土方量小，但施工工艺复杂，工程造价高。（4）造价分析：a.主要工程量为40cm砂垫层；土工格栅（一层）；塑料排水板（正三角分布，间距1.5m，桩长10米）；预压土方（H=1m）；二层密封薄膜；PVC管；压边土方b.每公里路基处治造价约139.7元/m2，5